CN112486052A - 一种转向架实时传感器智能检测电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向架传感器智能检测电气控制系统，包括CPU主控电路、电流检测比较电路和电流切换电路，所述电流检测比较电路包括隔离放大器、第一运算放大器、第二运算放大器、比较器。本发明采用回路电流检测与主动回路控制的技术手段，能够实时检测测试回路的电流值，当测试回路的电流值达到设定的预警值时，通过CPU主控电路切断测试回路，从而克服了测试回路因意外情况产生大电流烧损测试产品的问题，进而达到了测试系统安全可控的效果，保障了转向架实时传感器测试过程的安全性，提高了测试效率。

Description

一种转向架实时传感器智能检测电气控制系统

技术领域

本发明属于转向架检测技术领域，具体地说，涉及一种转向架实时传感器智能检测电气控制系统。

背景技术

转向架是列车上最为重要的部件之一，转向架能够放大制动缸所产生的制动力，加强列车的制动效果。同时，转向架还具有良好的减振特性，能够缓和列车和轨道之间的相互作用，减小列车运行时的振动，提高列车运行平稳性和安全性。

在转向架的生产过程中，对转向架实时传感器指标测试是一项繁琐枯燥但又十分关键的工作。目前主要测试方法有以下两种：第一种方法是人工测试，技术人员使用标准设备(万用表)对转向架传感器的各项参数进行手动测量，这种方法需要耗费大量的人力，测试效率非常低；第二种方法是采用自动化的线束测试仪，可实现快速多路测试。

上述两种方法中，测试回路电流控制只能靠选用的仪器本身激励源保护策略，一旦测试回路发生意外情况，没有回路电流监测与主动保护措施，容易烧损测试产品，存在一定的安全隐患。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种转向架实时传感器智能检测电气控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，包括CPU主控电路、电流检测比较电路和电流切换电路，所述电流检测比较电路包括：

隔离放大器U7，所述隔离放大器U7的INP引脚和INN引脚与电容C5的两端连接，电阻R69、电阻R77和电阻R70组成的串联支路与所述电容C5并联，所述隔离放大器U7的GND2引脚连接至参考地；

第一运算放大器U9，所述第一运算放大器U9的同相输入端经电阻R71耦接至所述隔离放大器U7的OUTP引脚，所述第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R72耦接至所述隔离放大器U7的OUTN引脚，所述第一运算放大器U9的输出端经电阻R75耦接至电容C11的第一端，所述电容C11的第一端连接至所述CPU主控电路的AD采集端口，所述电容C11的第二端连接至参考地；

第二运算放大器U11，所述第二运算放大器U11的反相输入端与输出端连接，所述第二运算放大器的输出端经电阻R73耦接至所述第一运算放大器U9的同相输入端，所述电容C6与电阻R73并联；

比较器U15-A，所述比较器U15-A的反相输入端连接至所述电容C11的第一端，所述比较器U15-A的输出端与电阻R78的第一端连接，所述电阻R78的第二端连接至第一电源。

优选的，所述电流检测比较电路还包括电源模块U14，所述电源模块U14的VIN引脚经电容C1耦接至所述电源模块U14的GND引脚，所述电源模块U14的VIN引脚连接至第二电源，所述电源模块U14的GND引脚连接至参考地，所述电源模块U14的+VO引脚连接至电解电容C3正极，所述电源模块U14的OV引脚连接至所述电解电容C3负极，所述电解电容C3正极连接至所述隔离放大器U7的VDD1引脚，所述电解电容C3负极连接至所述隔离放大器U7的GND1引脚，所述电解电容C3与电容C2和电容C4并联。

优选的，所述电流检测比较电路还包括第一电压基准芯片U13，所述第一电压基准芯片U13的IN引脚连接至第三电源，所述第一电压基准芯片U13的IN引脚经电容C31耦接至所述第一电压基准芯片U13的GND引脚，所述第一电压基准芯片U13的OUT引脚经电阻R76耦接至电容C12的第一端，电容C12的第一端连接至所述第二运算放大器U11的同相输入端，电容C12的第二端连接至参考地，所述第一电压基准芯片U13的GND引脚连接至参考地。

优选的，所述第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R74耦接至所述第一运算放大器的输出端，所述电阻R74与电容C7并联。

优选的，所述隔离放大器U7的VDD2引脚连接至电容C32的第一端，所述电容C32与电容C33并联，所述电容C32的第一端连接至第四电源，所述电容C32的第二端连接至参考地。

优选的，所述电流检测比较电路还包括第二电压基准芯片U2，所述第二电压基准芯片U2的IN引脚连接至电容C34的第一端，电容C34的第一端连接至第五电源，电容C34的第二端连接至参考地，所述第二电压基准芯片U2的GND引脚连接至参考地，所述第二电压基准芯片U2的OUT引脚连接至电容C35的第一端，电容C35的第一端连接至所述比较器U15-A的同相输入端，电容C35的第二端连接至参考地。

优选的，所述CPU主控电路包括处理器芯片U1、第一晶体振荡器X1、第二晶体振荡器X2，所述处理器芯片U1的引脚23连接至所述电流检测比较电路中的比较器U15-A的反相输入端，所述第一晶体振荡器X1的两端与所述处理器芯片U1的引脚12和所述处理器芯片U1的引脚13连接，所述第二晶体振荡器X2的两端与所述处理器芯片U1的引脚8和所述处理器芯片U1的引脚9连接，电容C24和电容C25组成的串联支路与所述晶体振荡器X1并联，电容C20和电容C21组成的串联支路与所述晶体振荡器X2并联，所述电容C25和所述电容C20连接，所述电容C21连接至参考地。

优选的，所述CPU主控电路包括跳线开关SW3，所述跳线开关的第一端连接至第六电源，所述跳线开关的第二端与所述处理器芯片U1连接，所述跳线开关的第二端经电阻耦接至参考地。

优选的，所述电流切换电路包括八路达林顿管芯片U6，所述八路达林顿管芯片U6与所述CPU主控电路中的处理器芯片连接，所述八路达林顿管芯片U6的引脚8经电阻RA7耦接至第七电源；

所述八路达林顿管芯片U6的引脚10和所述八路达林顿管芯片U6的引脚11之间连接有多个并联的继电器支路，所述继电器支路包括继电器KA1、二极管DA1、发光二极管DAL1、电阻RA1、熔断器F4，所述继电器KA1的引脚4连接至所述继电器KA1的引脚9，所述继电器KA1的引脚5和所述继电器KA1的引脚8连接至所述熔断器F4的第一端，所述熔断器F4的第二端连接至电连接器，所述发光二极管DAL1与所述电阻RA1组成的串联回路与所述二极管DA1并联接入所述继电器KA1的引脚1和所述继电器KA1的引脚12，所述继电器KA1的引脚1连接至第八电源。

优选的，所述电流切换电路还包括继电器KA8、二极管DA8、发光二极管DAL8、电阻RA8，所述继电器KA8的引脚4连接至所述继电器KA8的引脚9，所述继电器KA8的引脚5和所述继电器KA8的引脚8连接至所述电连接器，所述发光二极管DAL8与所述电阻RA8组成的串联回路与所述二极管DA8并联接入所述继电器KA8的引脚1和所述继电器KA8的引脚12，所述继电器KA8的引脚1连接至所述八路达林顿管芯片U6的引脚10，所述继电器KA8的引脚12连接至所述八路达林顿管芯片U6的引脚11。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明采用回路电流检测与主动回路控制的技术手段，能够实时检测测试回路的电流值，当测试回路的电流值达到设定的预警值时，通过CPU主控电路切断测试回路，从而克服了测试回路因意外情况产生大电流烧损测试产品的问题，进而达到了测试系统安全可控的效果，保障了转向架实时传感器测试过程的安全性，提高了测试效率。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明转向架实时传感器智能检测控制系统流程图；

图2是本发明CPU主控电路的电气原理图；

图3是本发明以太网PHY电路的电气原理图；

图4是本发明电流检测比较电路的电气原理图；

图5是本发明电源电路的电气原理图；

图6是本发明电流切换电路的电气原理图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例中介绍了一种转向架实时传感器智能检测电气控制系统，包括CPU主控电路、电流检测比较电路、电流切换电路。外围标准测试仪在测量回路电阻时，会输出激励电压信号，该信号首先通过电流检测比较电路，然后经电流切换电路输出给被测传感器进行阻值测量。在测量过程中，电流检测比较电路将实时采集测试回路的电流值，并将电流值实时传递给CPU主控电路，CPU主控电路根据用户预先设定的判断门限对回路通断进行控制，如果电流检测比较电路采集到的电流值达到预先设定的门限值，将断开测试回路并给出警报信号，从而克服了测试回路因意外情况产生大电流烧损测试产品的问题，进而达到了测试系统安全可控的效果。

在本发明的一个实施例中，包括CPU主控电路、以太网PHY电路、电流检测比较电路、电源电路、电流切换电路。

如图2所示，本发明实施例中CPU主控电路包括STM32F207处理器芯片U1、第一晶体振荡器X1、第二晶体振荡器X2、三基色LED灯L4、跳线开关SW3。STM32F207处理器芯片U1的引脚6、引脚11、引脚19、引脚28、引脚50、引脚75、引脚100、引脚22均和电阻R17的第一端连接，并接+3.3V电源，STM32F207处理器芯片U1的引脚21连接至电阻R17的第二端。STM32F207处理器芯片U1的引脚73经电容C22耦接至参考地，STM32F207处理器芯片U1的引脚49经电容C23耦接至参考地。STM32F207处理器芯片U1的引脚46接电阻R23的第一端、电容C8的第一端和SW1-B开关的第一端，SW1-B开关的第二端与电容C8的第二端相接并接地，电阻R23的第二端接+3.3V电源。

STM32F207处理器芯片U1的引脚55、引脚56、引脚57、引脚58、引脚59、引脚60、引脚61、引脚62脚分别接电阻R29的第一端、电阻R31的第一端、电阻R32的第一端、电阻R33的第一端、电阻R34的第一端、电阻R36的第一端、电阻R37的第一端、电阻R38的第一端和跳线开关SW3的引脚16、引脚15、引脚14、引脚13、引脚12、引脚11、引脚10、引脚9，跳线开关SW3的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8均接+3.3V电源，电阻R29的第二端、电阻R31的第二端、电阻R32的第二端、电阻R33的第二端、电阻R34的第二端、电阻R36的第二端、电阻R37的第二端、电阻R38的第二端均接地。

STM32F207处理器芯片U1的引脚67接电阻R214的第一端，电阻R214的第二端与STM32F207处理器芯片U1的引脚24连接。STM32F207处理器芯片U1的引脚68、引脚69分别接电连接器J10的引脚2和引脚3，电连接器J10的引脚1连接至+3.3V电源，电连接器J10的引脚4接地。

STM32F207处理器芯片U1的引脚70、引脚71分别接电阻R18的第一端和电阻R19的第一端，电阻R18的第二端、电阻R19的第二端分别与三基色LED灯的引脚6和引脚4连接。三基色LED灯L4的引脚1、引脚3、引脚5接+3.3V电源和电容C26的第一端、电容C27的第一端、电容C28的第一端、电容C29的第一端和电解电容C30的正极，电容C26的第二端、电容C27的第二端、电容C28的第二端、电容C29的第二端和电解电容C30的负极均接地，三基色LED灯L4的2脚接电阻R11的第一端，电阻R11的第二端接地。

STM32F207处理器芯片U1的引脚72、引脚76、引脚77、引脚90、引脚89分别接电连接器J11的引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6，电连接器的引脚1接+3.3V电源，电连接器的引脚7接地。

STM32F207处理器芯片U1的引脚8接电容C21的第一端和第二晶体振荡器X2的第一端，STM32F207处理器芯片U1的引脚9接电容C20的第一端和第二晶体振荡器X2的第二端。STM32F207处理器芯片U1的引脚13接电容C25的第一端和第一晶体振荡器X1的第一端，STM32F207处理器芯片U1的引脚12接第一晶体振荡器X1的第二端和电容C24的第一端。电容C20的第二端、电容C21第二端、电容C24第二端、电容C25第二端和STM32F207处理器芯片U1的引脚10、引脚20、引脚27、引脚74均接地。

STM32F207处理器芯片U1的引脚37接电阻R20的第一端，电阻R20的第二端接地，STM32F207处理器芯片U1的引脚99接地。STM32F207处理器芯片U1的引脚94接电阻R27的第一端和电连接器J12的引脚2，电阻R27的第二端接地，电连接器J12的引脚1接+3.3V电源。

STM32F207处理器芯片U1的引脚14脚接电阻R16的第一端、电容C19的第一端和SW1-A开关的第一端；SW1-A开关的第二端和电容C19的第二端连接并接地；电阻R16的第二端接+3.3V电源。

STM32F207处理器芯片U1的引脚38、引脚39、引脚40、引脚41、引脚42、引脚43连接至电流切换电路。STM32F207处理器芯片U1的引脚25、引脚32、引脚33、引脚34、引脚47、引脚48、引脚51、引脚52连接至以太网PHY电路。STM32F207处理器芯片U1的引脚23、引脚91连接至电流检测比较电路。

如图3所示，本发明实施例中以太网PHY电路电包括DP83848VYB控制芯片U17。DP83848VYB控制芯片U17的引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6分别接电阻R216的第一端、电阻R217的第一端、电阻R218的第一端、电阻R219的第一端、电阻R220的第一端，电阻R219的第二端和电阻R220的第二端接地，电阻R216的第二端、电阻R217的第二端、电阻R218的第二端连接至CPU主控电路中STM32F207处理器芯片U1的引脚48、引脚51、引脚52。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚41、引脚42、引脚43分别接电阻R222的第一端、电阻R223的第一端、电阻R224的第一端，电阻R222的第二端、电阻R223的第二端、电阻R224的第二端分别连接至CPU主控电路中STM32F207处理器芯片U1的引脚47、引脚33、引脚34。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚39接电阻R221的第一端，电阻R221的第二端接电阻R24的第一端和电阻R267的第一端，电阻R24的第二端接+3.3V电源，电阻R267的第二端连接至CPU主控电路中STM32F207处理器芯片U1的引脚32。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚42接电阻R117的第一端，DP83848VYB控制芯片U17的引脚40接电阻R225的第一端，电阻R225的第二端接电阻R28的第一端和电阻R266的第一端，电阻R117的第二端和电阻R28的第二端均接+3.3V电源，电阻R226的第二端连接至电阻R267的第二端。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚30接电阻215的第一端和CPU主控电路中STM32F207处理器芯片U1的引脚25，电阻215的第二端接+3.3V电源。DP83848VYB控制芯片U17的引脚7接电阻R206的第一端，电阻206的第二端接+3.3V电源。DP83848VYB控制芯片U17的引脚24脚接电阻R207的第一端，电阻R207的第二端接地。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚34连接至CPU主控电路中STM32F207ARM处理器芯片U1的引脚67。DP83848VYB控制芯片U17的引脚18、引脚37、引脚23均接电容C9、电容C186、电容C187和电容C86组成的并联支路的第一端，电容C9、电容C186、电容C187和电容C86组成的并联支路的第二端接地。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚20、引脚21分别接电阻R118的第一端、R119的第一端，电阻R118的第二端和电阻R119的第二端接+3.3V电源。DP83848VYB控制芯片U17的引脚47、引脚36、引脚35、引脚19、引脚15脚接电容C191的第一端并接地，DP83848VYB控制芯片U17的引脚48、引脚32、引脚22接电容C191的第二端，电容C191的第二端接+3.3V电源、电阻R213的第一端和电阻R212的第一端，电容C190和电容C88与电容C191并联，电阻R213的第二端和电阻R212的第二端分别接电连接器J1的引脚9和引脚12。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚26、引脚27、引脚28分别接电阻R120的第一端、电阻R121的第一端、电阻R122的第一端，电阻R120的第二端、电阻R121的第二端、电阻R122的第二端接+3.3V电源，DP83848VYB控制芯片U17的引脚26和引脚28分别接电连接器J1的引脚10和引脚11。

DP83848VYB控制芯片U17的引脚13、引脚14、引脚16、引脚17脚分别接电阻R211的第一端、电阻R210的第一端、电阻R209的第一端、电阻R208的第一端，电阻R211的第二端、电阻R210的第二端、电阻R209的第二端和电阻R208的第二端接+3.3V电源。电容C188的第一端接电阻R208的第二端，电容C188的第二端接地，电容C189和电容C188并联。DP83848VYB控制芯片U17的引脚13、引脚14、引脚16、引脚17脚分别接电连接器J1的引脚6、引脚3、引脚2、引脚1，电连接器J1的引脚4和引脚5脚接+3.3V电源。

如图4所示，本发明实施例中电流检测比较电路包括AMC1302隔离放大器U7、第一运算放大器U9、第二运算放大器U11、比较器U15-A、电源模块U14、第一电压基准芯片U13、第二电压基准芯片U2。

AMC1302隔离放大器U7的INP引脚和INN引脚与电容C5的两端连接，电阻R69、电阻R77和电阻R70组成的串联支路与电容C5并联，AMC1302隔离放大器U7的GND2引脚连接至参考地，电阻R77连接至电流切换电路。AMC1302隔离放大器U7的VDD2引脚连接至电容C32的第一端，电容C32的第一端连接至+3.3V电源，电容C32与电容C33并联，电容C32的第二端接地。AMC1302隔离放大器U7的GND2引脚接地。

电源模块U14的VIN引脚经电容C1耦接至所述电源模块U14的GND引脚，电源模块U14的VIN引脚连接至+24V电源，电源模块U14的GND引脚接地。电源模块U14的+VO引脚连接至电解电容C3正极，电源模块U14的OV引脚连接至电解电容C3负极，电解电容C3正极连接至AMC1302隔离放大器U7的VDD1引脚，电解电容C3负极连接至AMC1302隔离放大器U7的GND1引脚，电解电容C3与电容C2和电容C4并联。

第一运算放大器U9的同相输入端经电阻R71耦接至AMC1302隔离放大器U7的OUTP引脚，第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R72耦接至AMC1302隔离放大器U7的OUTN引脚。第一运算放大器U9的输出端经电阻R75耦接至电容C11的第一端，电容C11的第一端连接至CPU主控电路的STM32F207处理器芯片U1的引脚23，电容C11的第二端接地。第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R74耦接至第一运算放大器的输出端，电阻R74与电容C7并联。

第二运算放大器U11的反相输入端与第二运算放大器U11的输出端连接，第二运算放大器的输出端经电阻R73耦接至第一运算放大器U9的同相输入端，电容C6与电阻R73并联。

第一电压基准芯片U13的IN引脚连接至+5V电源，第一电压基准芯片U13的IN引脚经电容C31耦接至第一电压基准芯片U13的GND引脚，第一电压基准芯片U13的GND引脚连接至参考地。第一电压基准芯片U13的OUT引脚经电阻R76耦接至电容C12的第一端，电容C12的第一端连接至第二运算放大器U11的同相输入端，电容C12的第二端连接至参考地。

比较器U15-A的反相输入端连接至所述电容C11的第一端，比较器U15-A的输出端与电阻R78的第一端连接，电阻R78的第二端连接至第一电源，比较器U15-A的输出端连接至电流切换电路。

第二电压基准芯片U2的IN引脚连接至电容C34的第一端和+5V电源，电容C34的第二端连接至参考地。第二电压基准芯片U2的GND引脚连接至参考地，第二电压基准芯片U2的OUT引脚连接至电容C35的第一端，电容C35的第一端连接至比较器U15-A的同相输入端，电容C35的第二端连接至参考地。

如图5所示，本发明实施例中电源电路包括LM257655-5.0稳压芯片U4和AMS1117-3.3芯片U5。LM25765S-5.0稳压芯片U4的引脚1接电解电容C15正极，LM25765S-5.0稳压芯片U4的引脚5接电解电容C15负极，电解电容C15正极接+24V电源，电解电容C15负极接地。电容C14与电解电容C15并联，二极管D68负极接电解电容C15正极，二极管D68正极接电解电容C15负极。二极管D49正极接电解电容C15负极，二极管D49负极接电连接器J9的引脚2，电连接器J9的引脚1接二极管D65正极，二极管D65负极接熔断器F33的第一端，熔断器F33的第二端接电解电容C15正极。

LM25765S-5.0稳压芯片U4的引脚2接二极管D66负极和电感L2的第一端，电感L2的第二端接电解电容C16正极和LM25765S-5.0稳压芯片U4的引脚4，电解电容C16正极接AMS1117-3.3芯片U5的引脚3和+5V电源，LM25765S-5.0稳压芯片U4的引脚6、二极管D66正极、电解电容C16负极均接地，电容C13和电解电容C16并联。

AMS1117-3.3芯片U5的引脚2、引脚4接电解电容C18正极和+3.3V电源，电解电容C18负极接地电容C17和电解电容C18并联，AMS1117-3.3芯片U5的引脚1接地。

如图6所示，本发明实施例中电流切换电路包括八路达林顿管芯片U6，八路达林顿管芯片U6的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6分别连接至CPU主控电路中的STM32F207处理器芯片U1的引脚38、引脚39、引脚40、引脚41、引脚42、引脚43。八路达林顿管芯片U6的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6分别连接至电阻R1的第一端、电阻R2的第一端、电阻R3的第一端、电阻R4的第一端、电阻R5的第一端、电阻R6的第一端；电阻R1的第二端、电阻R2的第二端、电阻R3的第二端、电阻R4的第二端、电阻R5的第二端、电阻R6的第二端均接地。

八路达林顿管芯片U6的引脚8接电阻RA7的第一端、二极管DA7正极、二极管DA9正极，电阻RA7的第二端接+3.3V电源，二极管DA7负极接电流检测比较电路中比较器U15-A的输出端。八路达林顿管芯片U6的引脚11与八路达林顿管芯片U6的引脚18、引脚17、引脚16、引脚15、、引脚14、引脚13连接。八路达林顿管芯片U6的引脚10和八路达林顿管芯片U6的引脚11之间连接有多个并联的继电器支路，八路达林顿管芯片U6的引脚10接+24V电源。

第一继电器支路包括继电器KA1、二极管DA1、发光二极管DAL1、电阻RA1、熔断器F4。继电器KA1的引脚4和继电器KA1的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA1的引脚5和继电器KA1的引脚8连接至熔断器F4的第一端，熔断器F4的第二端连接至电连接器J2的引脚4。发光二极管DAL1正极接电阻RA1的第一端，发光二极管DAL1负极接二极管DA1正极，电阻RA1的第二端接二极管DA1负极，二极管DA1正极接继电器KA1的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA1负极接继电器KA1的引脚1、八路达林顿管芯片的引脚10。

第二继电器支路包括继电器KA2、二极管DA2、发光二极管DAL2、电阻RA2、熔断器F3。继电器KA2的引脚4和继电器KA2的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA2的引脚5和继电器KA2的引脚8连接至熔断器F3的第一端，熔断器F3的第二端连接至电连接器J2的引脚3。发光二极管DAL2正极接电阻RA2的第一端，发光二极管DAL2负极接二极管DA2正极，电阻RA2的第二端接二极管DA2负极，二极管DA2正极接继电器KA2的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA2负极接继电器的引脚2、八路达林顿管芯片的引脚10。

第三继电器支路包括继电器KA3、二极管DA3、发光二极管DAL3、电阻RA3、熔断器F2。继电器KA3的引脚4和继电器KA3的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA3的引脚5和继电器KA3的引脚8连接至熔断器F2的第一端，熔断器F2的第二端连接至电连接器J2的引脚2。发光二极管DAL3正极接电阻RA3的第一端，发光二极管DAL3负极接二极管DA3正极，电阻RA3的第二端接二极管DA3负极，二极管DA3正极接继电器KA3的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA3负极接继电器KA3的引脚1、八路达林顿管芯片的引脚10。

第四继电器支路包括继电器KA4、二极管DA4、发光二极管DAL4、电阻RA4、熔断器F1。继电器KA4的引脚4和继电器KA4的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA4的引脚5和继电器KA4的引脚8连接至熔断器F1的第一端，熔断器F1的第二端连接至电连接器J2的引脚1。发光二极管DAL4正极接电阻RA4的第一端，发光二极管DAL4负极接二极管DA4正极，电阻RA4的第二端接二极管DA4负极，二极管DA4正极接继电器KA4的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA4负极接继电器KA4的引脚1、八路达林顿管芯片的引脚10。

第五继电器支路包括继电器KA5、二极管DA5、发光二极管DAL5、电阻RA5、熔断器F5。继电器KA5的引脚4和继电器KA5的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA5的引脚5和继电器KA5的引脚8连接至熔断器F5的第一端，熔断器F5的第二端连接至电连接器J2的引脚5。发光二极管DAL5正极接电阻RA5的第一端，发光二极管DAL5负极接二极管DA5正极，电阻RA5的第二端接二极管DA5负极，二极管DA5正极接继电器KA5的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA5负极接继电器KA5的引脚1、八路达林顿管芯片的引脚10。

第六继电器支路包括继电器KA6、二极管DA6、发光二极管DAL6、电阻RA6、熔断器F6。继电器KA6的引脚4和继电器KA6的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77第一端，继电器KA6的引脚5和继电器KA6的引脚8连接至熔断器F6的第一端，熔断器F6的第二端连接至电连接器J2的引脚6。发光二极管DAL6正极接电阻RA6的第一端，发光二极管DAL6负极接二极管DA6正极，电阻RA6的第二端接二极管DA6负极，二极管DA6正极接继电器KA6的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA6负极接继电器KA6的引脚1、八路达林顿管芯片的引脚10。

第七继电器支路包括继电器KA8、二极管DA8、发光二极管DAL8、电阻RA8。继电器KA8的引脚4和继电器KA8的引脚9连接至电流检测比较电路中电阻R77的第二端，继电器KA8的引脚5和继电器KA8的引脚8连接至电连接器J2的引脚8。发光二极管DAL8正极接电阻RA8的第一端，发光二极管DAL8负极接二极管DA8正极，电阻RA8的第二端接二极管DA8负极，二极管DA8正极接继电器KA6的引脚12和八路达林顿管芯片的引脚11，二极管DA6负极接继电器KA6的引脚1和八路达林顿管芯片的引脚10。

外围标准测试仪器在测量回路电阻时，会输出激励电压信号，该信号首先通过电流检测比较电路，后经电流切换电路输出给被测传感器进行阻值测量。在测量过程中，电流检测比较电路将实时采集测试回路的电流值，并将电流值实时传递给CPU主控电路，CPU主控电路根据用户提前设定的判断门限对回路通断进行控制，如果电流值达到设定的门限值，将断开测试回路，并给出报警信号。

电流检测比较电路采用TI公司的具有±50mV输入电压的AMC1302隔离放大器，此芯片具有高隔离度、低偏移误差和温漂、固定增益等特点，非常适合测量微弱电流信号，并且不会影响测量信号。经由AMC1302隔离放大器调整后的电流信号同时给比较器和CPU主控电路的AD采集模块采集。比较器可以给电流信号设置一个硬件停止值，该值不可设置，为生产后无法更改的，以防止CPU主控电路采集错误后无法断开控制电路的情况。CPU主控电路的AD采集模块可以通过上位机软件灵活设置断开控制电路的电流值，如果采集到的电流值高于设置的电流值，则断开测试回路并上传信息至上位机，通知上位机通道号和电流值，则可以判断通道有问题。

CPU主控电路采用STM32F207芯片U1，具有以太网口和非常多的IO资源，可很方便的扩展功能。ARM 32-bitCortex-M4处理器芯片的频率高达168MHz，具有1Mbyte Flash、192Kbyte SRAM和可扩展外部Flash、SRAM等存储接口，3个12位2.4MSPS的ADC接口，3个I2C接口，4个USART接口，3个SPI接口，2个CAN接口，还支持USB2.0和10/100Ethernet MAC等。CPU主控电路运行在168MHz下并实时采集电流值，所以能够快速发现电流值异常，大约在100nS以内，因此能非常好的保护测试产品。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，包括CPU主控电路、电流检测比较电路和电流切换电路，其特征在于，所述电流检测比较电路包括：

隔离放大器U7，所述隔离放大器U7的INP引脚和INN引脚与电容C5的两端连接，电阻R69、电阻R77和电阻R70组成的串联支路与所述电容C5并联，所述隔离放大器U7的GND2引脚连接至参考地，所述电阻R77连接至所述电流切换电路；

第一运算放大器U9，所述第一运算放大器U9的同相输入端经电阻R71耦接至所述隔离放大器U7的OUTP引脚，所述第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R72耦接至所述隔离放大器U7的OUTN引脚，所述第一运算放大器U9的输出端经电阻R75耦接至电容C11的第一端，所述电容C11的第二端连接至参考地；

第二运算放大器U11，所述第二运算放大器U11的反相输入端与输出端连接，所述第二运算放大器的输出端经电阻R73耦接至所述第一运算放大器U9的同相输入端，所述电容C6与电阻R73并联；

比较器U15-A，所述比较器U15-A的反相输入端连接至所述电容C11的第一端，所述电容C11的第一端连接至所述CPU主控电路的AD采集端口，所述比较器U15-A的输出端与电阻R78的第一端连接，所述电阻R78连接至所述CPU主控电路，所述电阻R78的第二端连接至第一电源。

2.根据权利要求1所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述电流检测比较电路还包括电源模块U14，所述电源模块U14的VIN引脚经电容C1耦接至所述电源模块U14的GND引脚，所述电源模块U14的VIN引脚连接至第二电源，所述电源模块U14的GND引脚连接至参考地，所述电源模块U14的+VO引脚连接至电解电容C3正极，所述电源模块U14的0V引脚连接至所述电解电容C3负极，所述电解电容C3正极连接至所述隔离放大器U7的VDD1引脚，所述电解电容C3负极连接至所述隔离放大器U7的GND1引脚，所述电解电容C3与电容C2和电容C4并联。

3.根据权利要求2所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述电流检测比较电路还包括第一电压基准芯片U13，所述第一电压基准芯片U13的IN引脚连接至第三电源，所述第一电压基准芯片U13的IN引脚经电容C31耦接至所述第一电压基准芯片U13的GND引脚，所述第一电压基准芯片U13的OUT引脚经电阻R76耦接至电容C12的第一端，电容C12的第一端连接至所述第二运算放大器U11的同相输入端，电容C12的第二端连接至参考地，所述第一电压基准芯片U13的GND引脚连接至参考地。

4.根据权利要求3所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述电流检测比较电路还包括第二电压基准芯片U2，所述第二电压基准芯片U2的IN引脚连接至电容C34的第一端，所述电容C34的第一端连接至第五电源，所述电容C34的第二端连接至参考地，所述第二电压基准芯片U2的GND引脚连接至参考地，所述第二电压基准芯片U2的OUT引脚连接至电容C35的第一端，所述电容C35的第一端连接至所述比较器U15-A的同相输入端，所述电容C35的第二端连接至参考地。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述第一运算放大器U9的反相输入端经电阻R74耦接至所述第一运算放大器的输出端，所述电阻R74与电容C7并联。

6.根据权利要求5所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述隔离放大器U7的VDD2引脚连接至电容C32的第一端，所述电容C32与电容C33并联，所述电容C32的第一端连接至第四电源，所述电容C32的第二端连接至参考地。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述CPU主控电路包括处理器芯片U1、第一晶体振荡器X1、第二晶体振荡器X2，所述处理器芯片U1的引脚23连接至所述电流检测比较电路中的比较器U15-A的反相输入端，所述第一晶体振荡器X1的两端与所述处理器芯片U1的引脚12和所述处理器芯片U1的引脚13连接，所述第二晶体振荡器X2的两端与所述处理器芯片U1的引脚8和所述处理器芯片U1的引脚9连接，电容C24和电容C25组成的串联支路与所述晶体振荡器X1并联，电容C20和电容C21组成的串联支路与所述晶体振荡器X2并联，所述电容C25和所述电容C20连接，所述电容C21连接至参考地，所述处理器芯片U1的引脚23连接至所述电流检测比较电路中电容C11的第一端，所述处理器芯片U1的引脚91连接至所述电流检测比较电路中比较器U15-A的输出端。

8.根据权利要求7所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述CPU主控电路包括跳线开关SW3，所述跳线开关的第一端连接至第六电源，所述跳线开关的第二端与所述处理器芯片U1连接，所述跳线开关的第二端经电阻耦接至参考地。

9.根据权利要求8所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述电流切换电路包括八路达林顿管芯片U6，所述八路达林顿管芯片U6的引脚1连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚38，所述八路达林顿管芯片U6的引脚2连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚39，所述八路达林顿管芯片U6的引脚3连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚40，所述八路达林顿管芯片U6的引脚4连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚41，所述八路达林顿管芯片U6的引脚5连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚42，所述八路达林顿管芯片U6的引脚6连接至所述CPU主控电路中处理器芯片U1的引脚43，所述八路达林顿管芯片U6的引脚8经电阻RA7耦接至第七电源；

所述八路达林顿管芯片U6的引脚10和所述八路达林顿管芯片U6的引脚11之间连接有多个并联的继电器支路，所述继电器支路包括继电器KA1、二极管DA1、发光二极管DAL1、电阻RA1、熔断器F4，所述继电器KA1的引脚4连接至所述继电器KA1的引脚9，所述继电器KA1的引脚9连接至所述电流检测比较电路中电阻R77第一端，所述继电器KA1的引脚5和所述继电器KA1的引脚8连接至所述熔断器F4的第一端，所述熔断器F4的第二端连接至电连接器，所述发光二极管DAL1与所述电阻RA1组成的串联回路与所述二极管DA1并联接入所述继电器KA1的引脚1和所述继电器KA1的引脚12，所述继电器KA1的引脚1连接至第八电源。

10.根据权利要求9所述的一种列车转向架实时传感器智能检测电气控制系统，其特征在于，所述电流切换电路还包括继电器KA8、二极管DA8、发光二极管DAL8、电阻RA8，所述继电器KA8的引脚4连接至所述继电器KA8的引脚9，所述继电器KA8的引脚9连接至所述电流检测比较电路中电阻R77的第二端，所述继电器KA8的引脚5和所述继电器KA8的引脚8连接至所述电连接器，所述发光二极管DAL8与所述电阻RA8组成的串联回路与所述二极管DA8并联接入所述继电器KA8的引脚1和所述继电器KA8的引脚12，所述继电器KA8的引脚1连接至所述八路达林顿管芯片U6的引脚10，所述继电器KA8的引脚12连接至所述八路达林顿管芯片U6的引脚11。

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